ALAT PEMISAH KOPI MATANG DAN KOPI MENTAH DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR WARNA BERBASIS ARDUINO NANO
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya
LIKA LORENSA BR PURBA 172411007
PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2020
ALAT PEMISAH KOPI MATANG DAN KOPI MENTAH DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR WARNA BERBASIS ARDUINO NANO
LAPORAN TUGAS AKHIR
LIKA LORENSA BR PURBA 172411007
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2020
ALAT PEMISAH KOPI MATANG DAN KOPI MENTAH DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR WARNA BERBASIS ARDUINO NANO
ABSTRAK
Penelitian ini menggunakan sensor warna TCS 3200 untuk membedakan warna pada kopi yang mentah (hijau) dan matang(merah) .Warna dengan mengetahui frekuensi keluaran sensor warna TCS 3200 serta nilai RG suatu jenis warna. Sensor warna TCS3200 mengkonversikan besaran fisis yang berupa cahaya (warna) menjadi sinyal listrik yang berupa frekuensi gelombang. Prinsip kerja pada penelitian ini adalah kopi mentah danmatang melewati sensor TCS 3200, dari tampilan LCD akan terlihat data berupa nilai sensor. Dari pengukuran yang dilakukan, terlihat bahwa sensor telahmampu membaca warna, tidak hanya warna primer saja melainkan juga warna turunannya. Sensor menunjukan bahwa meskipun perbedaan warna turunan secara kasat mata dan secara komposisi RG hanya memiliki perbedaan yang kecil, sensor tetap mampu menangkap perbedaannya meskipun masih terdapat error. Besarnya error rata-rata untuk warna merah dan turunannya adalah 28,0336%, sedangkan error rata-rata pada pengukuran warna hijau beserta turunannya adalah 38,96% .
Kata Kunci : Sensor TCS 3200,LCD,Motor Servo,Ardunio Nano.
ARCHITECTURE AND CRUDE COFFEE SEPARATOR TOOLS USING ARDUINO NANO-BASED COLOR SENSORS
ABSTRACT
This study uses a TCS 3200 color sensor to distinguish colors in raw (green) and ripe (red) coffee.
Color by knowing the frequency output of the TCS 3200 color sensor and the RG value of a color type. The TCS3200 color sensor converts physical quantities in the form of light (color) into electrical signals in the form of wave frequencies. The working principle in this study is raw and ripe coffee through the TCS 3200 sensor, from the LCD display data will be seen in the form of sensor values. From the measurements made, it appears that the sensor has been able to read colors, not only the primary colors but also their derivative colors. The sensor shows that even though the difference in color is invisible and the composition of the RG has only a small difference, the sensor is still able to capture the difference even though there are still errors. The average error size for red and its derivatives is 28.0336%, while the average error in measuring green and its derivatives is 38.96%.
Keywords: TCS 3200 Sensor, LCD, Servo Motor, Ardunio Nano.
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, dengan limpahan rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan Laporan Projek Akhir 2 ini. Laporan Projek Akhir 2 ini berjudul “Alat Pemisah Kopi Matang dan Kopi Mentah dengan menggunakan Sensor Warna Berbasis Arduino Nano”. Dalam penyusunan Laporan Projek Akhir 2 ini penulis tidak dapat lepas dari dukungan berbagai pihak. Oleh sebab itu pada kesempatan ini penulis ingin memberikan rasa hormat dan mengucapkan terima kasih kepada :
1. Prof. Dr. Kerista Sebayang, M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara dan juga selaku dosen penguji yang telah memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis dalam menyelesaikan Laporan Projek Akhir 2 ini.
2. Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc selaku Ketua Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara dan juga selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan Laporan Projek Akhir 2 ini.
3. Junedi Ginting, S.Si, M.Si selaku Sekretaris Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
4. Kedua orangtua saya, Adik Kevin, serta keluarga yang senantiasa membantu dan memberikan semangat kepada penulis.
5. Amelia Oktavia, Mutia Novita, Lutfi Safira, Sophia, Kak Erlinta, Kak Desi dan kakak senior yang senantiasa membantu dan memberikan semangat kepada Penulis.
Penulis menyadari sepenuhnya dalam pembuatan Projek Akhir 2 ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi pembaca khususnya dam perkembangan dunia teknologi.
Medan, Juli 2020
Penulis
DAFTAR ISI
PERNYATAAN…...i
PENGESAHAN TUGAS AKHIR…... ii
ABSTRAK… ... iii
ABSTRACT… ... iv
KATA PENGHARGAAN ... v
DAFTAR ISI… ... vi
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... x
BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2.Rumusan Masalah ... 2
1.3.Batasan Masalah ...2
1.4. Tujuan ... 2
1.5. Manfaat ... 2
1.6.Metodologi Penulisan...3
1.7. Sistematika Penulisan ...3
BAB 2. LANDASAN TEORI 2.1. Kopi...4
2.2. Sensor Warna ... 5
2.3. Arduino ... 7
2.3.1. Pengertian Arduino ... 7
2.3.2 Hardware ... 7
2.3.3. Arduino Nano...8
2.3.4. Arduino Software ... 8
2.4. Display LCD (Liquid Crystal Display) ... 13
2.5. Motor Servo ... 15
BAB 3. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
3.1. Metodologi Perancangan... 21
3.1.1 Tahap Persiapan ... 21
3.1.2 Tahap Pembuatan Sistem...22
3.1.3 Tahap Pengukuran, Analisis dan Kemampuan ...22
3.2. Perancangan Sistem... 23
3.2.1. Diagram Blok Sistem ... 23
3.2.2 Diagram Alir (Flowchart) ...24
3.2.3. Perancangan Rangkaian ... 25
1. Rangkaian Regulator ... 25
2. Rangkaian Minimum sistem Arduino Promini ...26
3. Rangkaian LCD ...26
4. Rangkaian Sensor Warna Tcs3200 ...27
5. Rangkaian Motor Servo ...27
6. Rangkaian Keseluruhan ...28
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Desain Perancangan Alat ... 29
4.2. Pengujian IC Regulator ... 29
4.3. Pengujian Rangkaian LCD ...30
4.4. Pengujian Sensor Warna TCS3200 ... 31
4.5. Pengujian Motor Servo ...33
4.6. Pengujian Sistem Secara keseluruhan ...34
BAB 5. PENUTUP 5.1. Kesimpulan ... 40
5.2 Saran ...40
ix
DAFTAR PUSTAKA… ... 41
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sensor Warna ... 6
Gambar 2.2 Blok Diagram Tcs3200 ... 6
Gambar 2.3 Arduino Nano…...8
Gambar 2.4 Tampilan Dari Software Arduino… ... 9
Gambar 2.5 Bentuk Fisik LCD 16 x 2 ...14
Gambar 2.6 Konfigurasi Pin LCD…...14
Gambar 2.7 Motor Servo… ... 16
Gambar 2.8 Adaptor… ... 18
Gamabr 3.1 Diagram Blok… ... 23
Gamabar 3.2 Rangkaian Regulator ... 25
Gamabar 3.3 Sistem Minimum Arduino… ... 26
Gamabar 3.4 Rangakain LCD… ... 26
Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Tcs3200… ... 27
Gambar 3.6 Rangkaian Motor Servo…...27
Gambar 3.7 Rangkaian Keseluruhan ... 28
Gambar 4.1 Perancangan Alat… ... 29
Gambar 4.2 Pengukuran Regulator ... 30
Gambar 4.3 Tampilan Pengujian LCD…... 31
Gambar 4.4 Pengujian Sensor Warna Tcs3200…...33
Gambar 4.5 Tampilan Pengujian Sensor Warna Tcs3200… ...33
Gambar 4.6 Pengujian Motor Servo… ... 34
Gambar 4.7 Pengujian Sistem… ... 37
Gambar 4.8 Pengujian Pada Kopi Warna Hijau… ...38
Gambar 4.9 Pengujian Pada Kopi Warna Merah…...38
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Pengujian IC Regulator ... 29
Tabel 4.2 Kalibrasi Kopi Warna Hijau… ...38
Tabel 4.3 Kalibrasi Kopi Warna Merah… ... 39
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mungkin diantara kita sebagai penikmat kopi, ada yang bertanya Tanya bagaimana bisa secangkir kopi yang nikmat bisa menambah nuansa bahagia untuk breaktifitas seharian. Seperti apa sebenarnya proses dibalik secangkir kopi yang nikmat ini, tentunya menjadi sangat menarik untuk diulas sekilas.
Proses dibalik secangkir kopi menjadi nikmat tidak luput dari peran banyak orang, dari mulai barista, roaster, bahkan importer juga punya peran untuk secangkir kopi nikmat. Namun, yang paling banyak berperan bisa jadi adalah para petani kopi yang menumbuhkan dan merawat tanaman kopi hingga panen dan selanjutnya disuplai kebanyak daerah. Bukan asal para petani kopi ketika merawat tanaman kopi mereka banyak hal hal yang perlu diperhatikan hingga membentuk karakter biji kopi yang nikmat ketika diseduh nantinya. Darimulai system tanam, kondisi tanah, dan tanaman yang tumbuh di sekitar tanaman kopi berikan pengaruh langsung pada karakter rasa.
Tidak terlepas ketika masa panen tiba, memetik buah kopi saat tiba juga selalu diperhatikan para petani kopi untuk menjaga rasa dari kopi untuk menjaga kualitas rasa dari kopi yang mereka tanam. Para petani juga sering kali memetik buah yang mentah karna terburu buru.
Tentu saja buah kopi yang mentah mempengaruhi nikmatnya kopi.
Maka dari itu diciptakan alat pemisah buah kopi matang dan bauh kopi mentah supaya petani tidak merasa kesulitan dan tidak membuang waktu lebih banyak memisahkanya disaat kopi akan dibersihkan. Alat ini menggunakan sensor warna yang berbasis arduino uno.
Adapun manfaat yang dapat diambil dari perancangan alat ini yaitu penggunaan yang lebih efektif dan efisien. Untuk itulah penulis mencoba untuk membuat suatu alat dengan judul
“Alat Pemisah Buah Kopi Matang dan Buah Kopi Mentah meggunakan Sensor Warna Berbasis Arduino Nano”
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan berbagai hal yang telah dikemukakan diatas, maka rumusan masalah yang
akan dikaji adalah:
1. Bagaimana prinsip kerja pemisah kopi dengan menggunakan sensor warna?
2. Bagaimana prinsip kerja dari pemanfaatan motor servo sebagai pemisah buah kopi?
1.3 Batasan Masalah
Tugas akhir ini hanya terbatas pada hal-hal sebagai berikut:
1. Sensor warna berfungsi sebagai mengkonversi warna yang akan dideteksi menjadi frekuensi yang akan diolah oleh mikrokontroler.
2. Motor servo berfungsi sebagai penggerak alat 3. LCD berfungsi sebagai tampilan suatu data
4. Rangkaian control dan pengolah data mengguakan arduino nano.
1.4 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari perancangan alat ini adalah:
1. Merancang dan membuat alat pemisah buah kopi matang dan buah kopi mentah dengan menggunakan sensor warna berbasis arduino nano.
2. Mengetahui prinsip kerja motor servo pada alat pemisah kopi matang dan buah kopi mentah dengan menggunakan sensor warna berbasis arduino nano.
3. Mengetahui hasil pengujian dari sensor warna Tcs3200 pada alat pemisah kopi metah dan kopi matang.
1.5 Manfaat
Manfaat dari Tugas Akhir perancangan alat ini adalah sebagai berikut:
1. Bagi Penulis:
Untuk menerapkan Ilmu dan teori yang diperoleh selama perkuliahan.
2. Bagi Masyarakat
Diharapkan dapat bermanfaat untuk petani kopi dalam memisahkan kopi matang dan kopi
mentah
3. Bagi Mahasiswa dan Pembaca
Dapat menjadi referensi bacaan dan informasi khususnya bagi para mahasiswa Instrumentasi dan Elektronika yang sedang menyusun Tugas Akhir dengan pokok permasalahan yang sama.
1.6 Metodologi penulisan
Metodologi yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah:
1. Studi Literatur yang berhubungan dengan perancangan dan pembuatan alat ini.
2. Perencanaan dan pembuatan alat
Merencanakan peralatan yang telah dirancang baik software maupun hardware.
3. Pengujian alat
Peralatan yang telah dibuat kemudian diuji apakah telah sesuai dengan yang
telah direncanakan.
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Kopi
Sortasi (proses penyortiran) buah kopi pertama kali dilakukan pada saat panen dengan memetik buah kopi yang betul-betul masak. Namun ketika proses pengolahan kopi akan berlangsung maka penyortiran buah kopi mesti dilakukan lagi guna memilih buah kopi yang memenuhi kriteria atau kualitas yang baik untuk diolah.
Cara menyortir kopi yang akan diolah adalah sebagai berikut:
Pisahkan kopi yang matang dan berwarna merah dalam satu tempat atau wadah khusus
Warna kulit buah adalah ciri kematangan buah, hal ini akan mempengaruhi kualitas biji kopi hasil olahan.
Buah kopi yang dipetik ketika sudah matang akan menghasilkan biji kopi yang berkualitas lebih baik dari buah kopi yang dipetik ketika belum masak di pohon.
Cara menyortir buah kopi yang betul-betul matang dan padat berisi dengan memasukannya ke dalam air bak, bila buah kopi tenggelam di dalam air hal itu menendakan buah kopi sudah matang dan biji kopinya padat berisi.
Angkatlah buah kopi dari bak kemudian ditiriskan dan dikeringkan.
Pisahkan kopi yang tidak layak dalam wadah yang lain. Kopi yang tidak layak olah memiliki ciri-ciri;
Kulit buah kopi masih berwarna hijau (belum matang) atau kopi yang lewat matang
Buah kopi yang hampa
Buah kopi yang terserang bubuk
Cara menyortir kopi yang hampa atau terserang bubuk adalah dengan memasukan buah kopi ke dalam air, bila buah kopi mengapung di atas air menandakan buah kopi tersebut isinya hampa atau terserang bubuk.
Kata kopi sendiri awalnya berasal dari bahasa Arab qahwah yang berarti kekuatan, karena pada
awalnya kopi digunakan sebagai makanan berenergi tinggi. Kata qahwah kembali mengalami
perubahan menjadi kahveh yang berasal dari bahasa Turki dan kemudian berubah lagi
menjadi koffie dalam bahasa Belanda. Penggunaan kata koffie segera diserap ke dalam
bahasa Indonesia menjadi kata kopi yang dikenal saat ini.
Petik asal: Biasanya dilakukan untuk kopi robusta dan pada saat musim panen raya. Ini karena volume buah kopi yang akan dipetik sangat besar: kira-kira 1 ton per hektar atau lebih! Akibatnya petani tidak punya waktu dan tenaga kerja yang cukup untuk melakukan pemetikan buah merah saja. Alhasil, semua dipetik pada satu waktu. Buah kopi yang hijau, kuning, merah pun bercampur baur.
Petik merah: Inilah standar untuk kopi yang bermutu. Buah merah, matang, manis akan berujung pada biji kopi yang bermutu tinggi pula. Tak jarang kopi pun berasa manis pula saat diseduh. Petik merah biasanya awam dikenal untuk kopi specialty. Untuk kopiarabika, petik merah ini sudah jadi norma. Lagi pula, rugi rasanya jika kopi arabika dipetik asalan.
Harganya pasti jatuh. Untuk kopi robusta, belakangan ini mulai banyak yang mempraktikkan petik merah untuk menghasilkan fine robusta.
2.2 Sensor Warna
Sensor warna adalah sensor yang digunakan pada aplikasi mikrokontroler untuk pendeteksian suatu objek benda atau warna dari objek yang dimonitor. Salah satu jenis sensor warna yaitu TCS 3200
TCS3200 merupakan konverter yang diprogram untuk mengubah warna menjadi frekuensi yang tersusun atas konfigurasi silicon photodiode dan konverter arus ke frekuensi dalam IC CMOS monolithic yang tunggal. Keluaran dari sensor ini adalah gelombang kotak (duty cycle 50%) frekuensi yang berbanding lurus dengan intensitas cahaya (irradiance).
Di dalam TCS3200 seperti gambar 2.4, konverter cahaya ke frekuensi membaca sebuah array 8x8 dari photodioda, 16 photodioda mempunyai penyaring warna biru, 16 photodioa mempunyai penyaring warna merah, 16 photodioda mempunyai penyaring warna hijau dan 16 photodioda untuk warna terang tanpa penyaring.
Gambar 2.1 Sensor TCS3200
Sensor warna tcs 3200 memiliki konfigurasi pin dengan memiliki fungsi yang berbeda setiap pin yang ada.
Gambar 2.2 pin-pin Sensor Warna TCS3200
2.3 Arduino
2.3.1. Pengertian Arduino
Mikrokontroler merupakan sebuah sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip IC, sehingga sering disebut single chip microcomputer. Lebih lanjut, mikrokontroler merupakan sistem komputer yang mempunyai satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik, berbeda dangan PC (Personal Computer) yang memiliki beragam fungsi.
Perbedaan lainnya adalah perbandingan RAM dan ROM yang sangat berbeda antara komputer dengan mikrokontroler.
Pengertian Arduino Menurut (Feri Djuandi, 2011) Arduino adalah merupakan sebuah board minimum system mikrokontroler yang bersifat open source. Didalam rangkaian board arduino terdapat mikrokontroler AVR seri ATMega 328 yang merupakan produk dari Atmel. Menurut Sulaiman (2012:1), arduino merupakan platform yang terdiri dari software dan hardware.
Hardware Arduino sama dengan mikrokontroler pada umumnya hanya pada arduino ditambahkan penamaan pin agar mudah diingat. Software Arduino merupakan software open source sehingga dapat di download secara gratis. Software ini digunakan untuk membuat dan memasukkan program ke dalam Arduino. Pemrograman Arduino tidak sebanyak tahapan mikrokontroler konvensional karena Arduino sudah didesain mudah untuk dipelajari, sehingga para pemula dapat mulai belajar mikrokontroler dengan Arduino.
Menurut Santosa (2012:1), arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik
open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan
jenis AVR dari perusahaan Atmel. Berdasarkan pengertian - pengertian yang dikemukakan diatas maka dapat disimpulkan bahwa arduino merupakan kit elektronik atau papan rangkaian elektronik yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dan memiliki sofware pemrograman yang berlisensi open source.
2.3.2 Hardware
Hardware dalam arduino memiliki beberapa jenis, yang memiliki kelebihan dan kekurangan di masing-masing papannya. Penggunaan jenis arduino disesuaikan dengan kebutuhan, hal inilah yang mempengaruhi dari jenis prosessor yang akan digunakan. Apabila semakin kompleks perancanagan dan program yang akan dibuat atau dirancang, maka harus sesuai pula jenis kontroler yang digunakan. Yang membedakan antara arduino yang satu dengan arduino jenis lainnya adalah penambahan fungsi dalam setiap board-nya dan jenis mikrokontroler yang digunakan. Dalam tugas akhir ini, jenis arduino yang digunakan adalah arduino mega 2560.
2.2.2 Arduino Nano
Arduino nano adalah salah satu papan pengembangan mikrokontroler yang berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard. Arduino nano diciptakan dengan basis mikrokontroler ATmega328 (untuk Arduino versi 3.x) atau ATmega 168 (untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket yang berbeda. Arduino uno tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack, dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B. Arduino Nano dirancang dan diproduksi oleh perusahaan Gravitech.
Gambar 2.3 Arduino Nano
2.3.4 Arduino Software (IDE) 2.3.4.1.Pengertian Arduino Software (IDE)
IDE itu merupakan kependekan dari Integrated Developtment Enviroenment, atau secara bahasa mudahnya merupakan lingkungan terintegrasi yang digunakan untuk melakukan pengembangan. Disebut sebagai lingkungan karena melalui software inilah Arduino dilakukan pemrograman untuk melakukan fungsi-fungsi yang dibenamkan melalui sintaks pemrograman.
Arduino menggunakan bahasa pemrograman sendiri yang menyerupai bahasa C. Bahasa pemrograman Arduino (Sketch) sudah dilakukan perubahan untuk memudahkan pemula dalam melakukan pemrograman dari bahasa aslinya. Sebelum dijual ke pasaran, IC mikrokontroler Arduino telah ditanamkan suatu program bernama Bootlader yang berfungsi sebagai penengah antara compiler Arduino dengan mikrokontroler.
Arduino IDE dibuat dari bahasa pemrograman JAVA. Arduino IDE juga dilengkapi dengan library C/C++ yang biasa disebut Wiring yang membuat operasi input dan output menjadi lebih mudah. Arduino IDE ini dikembangkan dari software Processing yang dirombak menjadi Arduino IDE khusus untuk pemrograman dengan Arduino.
2.2.4.2.Menulis Sketch
Program yang ditulis dengan menggunaan Arduino Software (IDE) disebut sebagai sketch.
Sketch ditulis dalam suatu editor teks dan disimpan dalam file dengan ekstensi .ino. Teks editor
pada Arduino Software memiliki fitur-fitur seperti cutting/paste dan seraching/replacing
sehingga memudahkan pengguna dalam menulis kode program. Pada Software Arduino IDE,
terdapat semacam message box berwarna hitam yang berfungsi menampilkan status, seperti
pesan error, compile, dan upload program. Di bagian bawah paling kanan Software Arduino
IDE, menunjukan board yang terkonfigurasi beserta COM Ports yang digunakan
Gambar 2.4 Tampilan dari Software Arduino IDE
Tabel 2.1 Symbol dan fungsi dari Toolbar Software Arduino IDE
Berikut merupakan bagian-bagian dari menu bar dan penjelasannya yang terdapat pada software Arduino IDE.
a. File
− New, berfungsi untuk membuat membuat sketch baru dengan bare minimum yang terdiri void setup() dan void loop().
− Open, berfungsi membuka sketch yang pernah dibuat di dalam drive.
− Open Recent, merupakan menu yang berfungsi mempersingkat waktu pembukaan file atau sketch yang baru-baru ini sudah dibuat.
− Sketchbook, berfungsi menunjukan hirarki sketch yang kamu buat termasuk struktur foldernya.
− Example, berisi contoh-contoh pemrograman yang disediakan pengembang Arduino, sehingga pengguna dapat mempelajari program-program dari contoh yang diberikan.
− Close, berfungsi menutup jendela Arduino IDE dan menghentikan aplikasi. − Save, berfungsi menyimpan sketch yang dibuat atau perubahan yang dilakukan pada sketch
− Save as…, berfungsi menyimpan sketch yang sedang dikerjakan atau sketch yang sudah disimpan dengan nama yang berbeda.
− Page Setup, berfungsi mengatur tampilan page pada proses pencetakan.
− Print, berfungsi mengirimkan file sketch ke mesin cetak untuk dicetak.
− Preferences, disini pengguna dapat merubah tampilan interface IDE Arduino.
− Quit, berfungsi menutup semua jendela Arduino IDE. Sketch yang masih terbuka pada saat tombol Quit ditekan, secara otomatis akan terbuka pada saat Arduino IDE dijalankan.
b. Edit
− Undo/Redo, berfungsi untuk mengembalikan perubahan yang sudah dilakukan pada Sketch beberapa langkah mundur dengan Undo atau maju dengan Redo.
− Cut, berfungsi untuk me-remove teks yang terpilih pada editor dan menempatkan teks tersebut pada clipboard.
− Copy, berfungsi menduplikasi teks yang terpilih kedalam editor dan menempatkan teks tersebut pada clipboard.
− Copy for Forum, berfungsi melakukan copy kode dari editor dan melakukan formating agar sesuai untuk ditampilkan dalam forum, sehingga kode tersebut bisa digunakan sebagai bahan diskusi dalam forum.
− Copy as HTML, berfungsi menduplikasi teks yang terpilih kedalam editor dan menempatkan teks tersebut pada clipboard dalam bentuk atau format HTML.
Biasanya ini digunakan agar code dapat di-embededd-kan pada halaman web.
− Paste, berfungsi menyalin data yang terdapat pada clipboard, kedalam editor.
− Select All, berfungsi untk melakukan pemilihan teks atau kode dalam halaman editor.
− Comment/Uncomment, berfungsi memberikan atau menghilangkan tanda //
pada kode atau teks, dimana tanda tersebut menjadikan suatu baris kode sebagai komen dan tidak disertakan pada tahap kompilasi.
− Increase/Decrease Indent, berfunsgi untuk mengurangi atau menambahkan indetntasi pada baris kode tertentu. Indentasi adalah “tab”.
− Find, berfungsi memanggil jendela window “find and replace”, dimana pengguna dapat menggunakannya untuk menemukan variabel atau kata tertentu dalam program atau menemukan serta menggantikan kata tersebut dengan kata lain.
− Find Next, berfungsi menemukan kata setelahnya dari kata pertama yang berhasil ditemukan.
− Find Previous, berfungsi menemukan kata sebelumnya dari kata pertama yang berhasil ditemukan.
c. Sketch
− Verify/Compile, berfungsi untuk mengecek apakah sketch yang kamu buat ada kekeliruan dari segi sintaks atau tidak. Jika tidak ada kesalahan, maka sintaks yang kamu buat akan di-compile kedalam bahasa mesin.
− Upload, berfunsi mengirimkan program yang sudah dikompilasi ke Arduino Board.
− Uplad Using Programmer, menu ini berfungsi untuk menuliskan bootloader kedalam IC Mikrokontroler Arduino. Pada kasus ini kamu membutuhkan perangkat tambahan seperti USBAsp untuk menjembatani penulisan program bootloader ke IC Mikrokontroler.
− Export Compiled Binary, berfungsi untuk menyimpan file dengan ekstensi .hex, dimana file ini dapat disimpan sebagai arsip untuk di upload ke board lain menggunakan tools yang berbeda.
− Show Sketch Folder, berfungsi membuka folder sketch yang saat ini dikerjakan.
− Include Library, berfunsi menambahkan library / pustaka kedalam sketch yang dibuat dengan menyertakan sintaks #include di awal kode. Selain itu kamu juga bisa menambahkan library eksternal dari file .zip kedalam Arduino IDE.
− Add File…, berfungsi untuk menambahkan file kedalam sketch arduino (file akan dikopikan dari drive asal). File akan muncul sebagai tab baru dalam jendela sketch.
d. Tools
− Auto Format, berfungsi melakukan pengaturan format kode pada jendela editor.
− Archive Sketch, berfungsi menyimpan sketch kedalam file zip.
− Fix Encoding & Reload, berfungsi memperbaiki kemungkinan perbedaan
− Antara pengkodean peta karakter editor dan peta karakter sistem operasi yang lain..
− Serial Monitor, berungsi membuka jendela serial monitor untuk melihat pertukaran data.
− Board, berfungsi memilih dan melakukan konfigurasi board yang digunakan.
− Port, memilih port sebagai kanal komunikasi antara software dengan hardware.
− Programmer, menu ini digunakan ketika pengguna hendak melakukan pemrograman chip mikrokontroller tanpa menggunakan koneksi Onboard USB-Serial. Biasanya digunakan pada proses burning bootloader.
− Burn Bootloader, mengizinkan kamu untuk mengkopikan program bootloader kedalam IC mikrokontroler
e. Help
Disini kamu bisa mendapatkan bantuan terhadap kegalauanmu mengenai
pemrograman. Menu help berisikan file-file dokumentasi yang berkaitan dengan
masalah yang sering muncul, serta penyelesaiannya. Selain itu pada menu help juga
diberikan link untuk menuju Arduino Forum guna menanyakan serta mendiskusikan
berbagai masalah yang ditemukan.
2.4 Display LCD (Liquid Crystal Display)
LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai banyak digunakan.
Penampil LCD mulai dirasakan menggantikan fungsi dari penampil CRT (Cathode Ray Tube) yang sudah berpuluh-puluh tahun digunakan manusia sebagai penampil gambar / text baik monokrom (hitam dan putih), maupun yang berwarna. Teknologi LCD memberikan lebih keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT, karena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan. Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah komsumsi daya yang relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan ketika berlama-lama di depan monitor, monitor CRT lebih cepat memberikan kejenuhan pada mata dibandingkan dengan LCD.
LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang menampilkan data dengan 2 baris tampilan pada display. Keuntungan dari LCD ini adalah :
1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat program tampilan.
2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya menggunakan 8 bit data dan 3 bit control.
3. Ukuran modul yang proporsional
4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.
Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive-Matrix LCD (PMLCD), hingga Thin-Film Transistor Active-Matrix LCD (TFT- AMLCD). Kemampuan LCD juga telah ditinggkatkan, dari yang monokrom hingga yang mampu menampilkan ribuan warna.
Gambar 2.5. Bentuk fisik LCD 16X2
Untuk rangkaian interfacing, LCD 16×2 tidak banyak memerlukan komponen
pendukung. Hanya diperlukan satu variable resistor untuk member tegangan kontras
pada matriks LCD. Dengan menggunakan CodeVision AVR, pemrograman untuk
menampilkan karakter atau string ke LCD 16×2 sangat mudah karena didukung library yang telah disediakan oleh Code Vision AVR itu sendiri. Kita tidak harus memahami karakteristik LCD secara mendalam, perintah tulis dan inisialisasi sudah disediakan oleh library dari CodeVision AVR. Konfigurasi pin dari LCD ditunjukkan pada Gambar dibawah ini :
Gambar 2.6. Konfigurasi pin LCD Modul LCD memiliki karakteristik sebagai berikut:
1. Terdapat 16 x 2 karakter huruf yang bias ditampilkan.
2. Setiap huruf terdiridari 5x7 dot-matrix cursor.
3. Terdapat 192 macam karakter.
4. Terdapat 80 x 8 bit display RAM (maksimal 80 karakter).
5. Memiliki kemampuan penulisan dengan 8 bit maupun dengan 4 bit.
6. Dibangun dengan osilator lokal.
7. Satu sum bertegangan 5 volt.
8. Otomatis reset saat tegangan dihidupkan.
9. Bekerja pada suhu 0
oC sampai 55
oC.
2.5 Motor Servo
Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga dapat di set-up atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer.
Serangkaian gear yang melekat pada poros motor DC akan memperlambat putaran poros dan
meningkatkan torsi motor servo, sedangkan potensiometer dengan perubahan resistansinya saat motor berputar berfungsi sebagai penentu batas posisi putaran poros motor servo.
Penggunaan sistem kontrol loop tertutup pada motor servo berguna untuk mengontrol gerakan dan posisi akhir dari poros motor servo. Penjelasan sederhananya begini, posisi poros outputakan di sensor untuk mengetahui posisi poros sudah tepat seperti yang di inginkan atau belum, danjika belum, maka kontrol input akan mengirim sinyal kendali untuk membuat posisi poros tersebut tepat pada posisi yang diinginkan. Untuk lebih jelasnya mengenai sistem kontrol loop tertutup, perhatikan contoh sederhana beberapa aplikasi lain dari sistem kontrol loop tertutup, seperti penyetelan suhu pada AC, kulkas, setrika dan lain sebagainya.
Motor servo biasa digunakan dalam aplikasi-aplikasi di industri, selain itu juga digunakan dalam berbagai aplikasi lain seperti pada mobil mainan radio kontrol, robot, pesawat, dan lain sebagainya.
Gambar 2.7 Motor Servo
Ada dua jenis motor servo, yaitu motor servo AC dan DC. Motor servo AC lebih dapat menangani arus yang tinggi atau beban berat, sehingga sering diaplikasikan pada mesin-mesin industri. Sedangkan motor servo DC biasanya lebih cocok untuk digunakan pada aplikasi-aplikasi yang lebih kecil. Dan bila dibedakan menurut rotasinya, umumnya terdapat dua jenis motor servo yang dan terdapat di pasaran, yaitu motor servo rotation 180⁰ dan servo rotation continuous.
Motor servo standard (servo rotation 180⁰ ) adalah jenis yang paling umum dari motor servo, dimana putaran poros outputnya terbatas hanya 90⁰ kearah kanan dan 90⁰ kearah kiri.
Dengan kata lain total putarannya hanya setengah lingkaran atau 180⁰ .
Motor servo rotation continuous merupakan jenis motor servo yang sebenarnya sama dengan jenis servo standard, hanya saja perputaran porosnya tanpa batasan atau dengan kata lain dapat berputar terus, baik ke arah kanan maupun kiri.
Prinsip kerja motor servo
Motor servo dikendalikan dengan memberikan sinyal modulasi lebar pulsa (Pulse Wide Modulation / PWM) melalui kabel kontrol. Lebar pulsa sinyal kontrol yang diberikan akan menentukan posisi sudut putaran dari poros motor servo. Sebagai contoh, lebar pulsa dengan waktu 1,5 ms (mili detik) akan memutar poros motor servo ke posisi sudut 90⁰ . Bila pulsa lebih pendek dari 1,5 ms maka akan berputar ke arah posisi 0⁰ atau ke kiri (berlawanan dengan arah jarum jam), sedangkan bila pulsa yang diberikan lebih lama dari 1,5 ms maka poros motor servo akan berputar ke arah posisi 180⁰ atau ke kanan (searah jarum jam). Lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah ini.
Ketika lebar pulsa kendali telah diberikan, maka poros motor servo akan bergerak atau
berputar ke posisi yang telah diperintahkan, dan berhenti pada posisi tersebut dan akan tetap
bertahan pada posisi tersebut. Jika ada kekuatan eksternal yang mencoba memutar atau mengubah
posisi tersebut, maka motor servo akan mencoba menahan atau melawan dengan besarnya
kekuatan torsi yang dimilikinya (rating torsi servo). Namun motor servo tidak akan
mempertahankan posisinya untuk selamanya, sinyal lebar pulsa kendali harus diulang setiap 20
ms (mili detik) untuk menginstruksikan agar posisi poros motor servo tetap bertahan pada
posisinya.
2.6 Power Supply
Power Supply adalah salah satu hardware di dalam perangkat komputer yang berperan untuk memberikan suplai daya. Biasanya komponen power supplay ini bisa ditemukan pada chasing komputer dan berbentuk persegi.
Pada dasarnya Power Supply membutuhkan sumber listrik yang kemudian diubah menjadi energi yang menggerakkan perangkat elektronik. Sistem kerjanya cukup sederhana yakni dengan mengubah daya 120V ke dalam bentuk aliran dengan daya yang sesuai kebutuhan komponen- komponen tersebut.
Sesuai dengan pengertian power supply pada komputer, maka fungsi utamanya adalah untuk mengubah arus AC menjadi arus DC yang kemudian diubah menjadi daya atau energi yang dibutuhkan komponen-komponen pada komputer seperti motherboard, CD Room, Hardisk, dan komponen lainnya.
Dalam bahasa Indonesia, Power Supply berarti Sumber Daya. Fungsi dari power supply adalah memberikan daya arus listrik ke berbagai komponen atau hardware yang terdapat didalam chasing komputer.
Sumber energi listrik yang berasal dari luar masih berbentuk alternating current (AC).
Ketika energi listrik masuk ke power supply, maka energi listrik akan dikonversi menjadi bentuk direct current (DC). Daya DC inilah yang kemudian disalurkan ke semua komponen yang ada di dalam chasing komputer agar dapat bekerja.
Salah satu sisi power supply umumnya tersedia kipas yang berguna untuk membuang udara panas dari dalam chasing komputer. Selain itu, pada power supply juga terdapat sebuah port male jenis IEC 60320 C14 yang berfungsi sebagai konektor antara sumber energi listri dan power supply.
Ketika pengguna menyalakan power pada komputer, maka power supply akan melakukan pemeriksaan dan tes sebelum menjalakan sistem komputer. Jika tes berjalan dengan baik maka power supply akan mengirim sinyal (power good) ke mainboard sebagai pertanda bahwa sistem komputer siap untuk beroperasi.
Selanjutnya, power supply atau catu daya akan membagi daya sesuai dengan kapasitas
yang diperlukan masing-masing komponen komputer. Selain menyalurkan daya listrik ke
komponen komputer, power supply juga menjaga stabilitas arus listrik pada berbagai komponen
tersebut.
2.7 Adaptor
Adaptor adalah sebuah rangkaian yang berguna untuk mengubah tegangan AC yang tinggi menjadi DC yang rendah. Adaptor merupakan sebuah alternatif pengganti dari tegangan DC (seperti; baterai, Aki) karena penggunaan tegangan AC lebih lama dan setiap orang dapat menggunakannya asalkan ada aliran listrik di tempat tersebut. ada sebuah
Gambar 2.8 Adaptor 2.7.1 Bagian-bagian Adaptor
adaptor terdapat beberapa bagian yaitu:
1. Trafo(Transformator)
Adalah sebuah komponen yang berfungsi untuk menurunkan atau menaikan tegangan AC sesuai kebutuhan. Pada sebuah adaptor, trafo yang digunakan adalah trafo jenis step down atau trafo penurun tegangan. Trafo tediri dari 2 bagian yaitu bagian primer dan bagian sekunder, pada masing-masing bagian terdapat lilitan kawat email yang jumlahnya berbeda. Untuk trafo step- down, jumlah lilitan primer akan lebih banyak dari jumlah sekunder. Lilitan Primer merupakan input dari pada Transformator sedangkan Output-nya adalah pada lilitan sekunder. Meskipun tegangan telah diturunkan, output dari Transformator masih berbentuk arus bolak-balik (arus AC) yang harus diproses selanjutnya.
2. Rectifier (Penyearah)
Dalam rankaian adaptor atau catu daya, tegangan yang sudah di turunkan
oleh trafo, arusnya masih berupa arus bolak-balik atau AC. Karena arus yang
dibutuhkan oleh rangkaian elektronika adalah arus DC, sehingga harus
disearahkan terlebih dahulu. Bagian yang berfungsi untuk menyearahkan arus
AC menjadi DC pada adaptor disebut dengan istilah rectifier (penyearah gelombang). Rangkaian Rectifier biasanya terdiri dari komponen Dioda.
3. Filter (Penyaring)
Filter adalah bagian yang berfungsi untuk menyaring atau meratakan sinyal arus yang keluar dari bagian rectifier. Filter ini biasanya terdiri dari komponen Kapasitor (Kondensator) yang berjenis Elektrolit atau ELCO (Electrolyte Capacitor). Sebenarnya dengan adanya bagian trafo, rectifier dan filter syarat dari sebuah adaptor sudah terpenuhi, namun terkadang tegangan yang dihasilkan biasanya tidak stabil sehingga diperlukan bagian lain yaitu yang berfungsi untuk menstabilkan tegangan dan mendapatkan tegangan yang akurat. Bagian tersebut adalah bagian regulator atau pengatur tegangan.
Adaptor adalah sebuah perangkat berupa rangkaian elektronika untuk mengubah tegangan listrik yang besar menjadi tegangan listrik lebih kecil, atau rangkaian untuk mengubah arus bolak- balik (arus AC) menjadi arus searah (arus DC). Adaptor / power supplay merupakan komponen inti dari peralatan elektronik. Adaptor digunakan untuk menurunkan tegangan AC 22 Volt menjadi kecil antara 3 volt sampai 12 volt sesuai kebutuhan alat elektronika. Terdapat 2 jenis adaptor berdasarkan sistem kerjanya, adaptor sistem trafo step down dan adaptor sistem switching.
Dalam prinsip kerjanya kedua sistem adaptor tersebut berbeda, adaptor stepdown menggunakan teknik induksi medan magnet, komponen utamanya adalah kawat email yang di lilit pada teras besi, terdapat 2 lilitan yaitu lilitan primer dan lilitan skunder, ketika listrik masuk kelilitan primer maka akan terjadi induksi pada kawat email sehingga akan teerjadi gaya medan magnet pada teras besi kemudian akan menginduksi lilitan skunder.
Sedangkan sistem switching menggunakan teknik transistor maupun IC switching, adaptor ini lebih baik dari pada adaptor teknik induksi, tegangan yang di keluarkan lebih stabil dan komponennya suhunya tidak terlalu panas sehingga mengurangi tingkat resiko kerusakan karena suhu berlebih, biasanya regulator ini di gunkan pada peralatan elektronik digital. Adaptor dapat dibagi menjadi empat macam, diantaranya adalah sebagai berikut :
1. Adaptor DC Converter,adalah sebuah adaptor yang dapat mengubah tegangan DC yang besar menjadi tegangan DC yang kecil. Misalnya: Dari tegangan 12v menjadi tegangan 6v;
2. Adaptor Step Up dan Step Down. Adaptor Step Up adalah sebuah adaptor yang dapat
mengubah tegangan AC yang kecil menjadi tegangan AC yang besar. Misalnya: Dari
Tegangan 110v menjadi tegangan 220v. Sedangkan Adaptor Step Down adalah adaptor yang dapat mengubah tegangan AC yang besar menjadi tegangan AC yang kecil. Misalnya: Dari tegangan 220v menjadi tegangan 110v.
3. Adaptor Inverter, adalah adaptor yang dapat mengubah tegangan DC yang kecil menjadi tegangan AC yang besar. Misalnya: Dari tegangan 12v DC menjadi 220v AC.
4. Adaptor Power Supply, adalah adaptor yang dapat mengubah tegangan listrik AC yang besar
menjadi tegangan DC yang kecil. Misalnya: Dari tegangan 220v AC menjadi tegangan 6v, 9v,
atau 12v DC.
BAB 3
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1 Metodologi Perancangan 3.1.1 Tahap Persiapan
Persiapan peralatan dan bahan yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut:
a. Motor Servo
b. Sensor Warna TCS3200 c. IC regulator 7805 d. Arduino Promini e. LCD Print 16 f. Adapator 12 volt g. Kabel Jumper h. Dioda
i. USB TTL arduino pro mini j. Solder
k. Triplek l. Paku m. Pin header n. Kapasitor o. Potensio p. Timah Solder q. Martil
r. Multimeter
s. Downloader arduino t. Driver i2c lcd u. Kotak sistem v. Jack adaptor w. Baut
x. Biji kopi
3.1.2 Tahap Pembuatan Sistem
Dalam tahap pembuatan sistem terdapat beberapa tahapan yaitu sebagai berikut:
1. Perancangan Alat (Hardware)
Dalam percangan ini dihubungkan sistem otomatis rangkaian dan mekanik. Dalam Sistem otomatis dikonfigurasikan seluruh sensor input dan output sehingga membentuk sistem deteksi kematangan buah kopi dengan menggunakan sensor warna tcs3200.
Dalam perancangan mekanik dibutuhkan Mekanik yang presisi agar sistem kerja berjalan dengan baik.
2. Perancangan Program (Software)
Dalam perancangan program menggunakan sistem aplikasi arduino dengan Driver Arduin Nano. Prorgram yang digunakan menggunakan bahasa C++. Dan menggunaka USB arduino untuk mengkonfigurasikan bahasa pemograman.
3.1.3 Tahap Pengukuran, Analisis dan Kesimpulan 1. Tahap Pengukuran
- Pengukuran rangkaian sistem catu daya - Pengukuran rangkain sensor warna tcs 3200 - Pengukuran rangkaian Motor Servo
- Pengujian rangkaian LCD - Pengujian keseluruhan sistem
2. Tahap Analisis
Dalam tahap analisis dijelaskan fungsi-fungsi sensor input dan ouput serta sistem kerja dari alat berjalan dengan baik. Dengan adanya analisis dapat menentukan kerja sistem deteksi kematangan buah kopi dengan menggunakan sensor warna tcs3200.untuk diimplementasikan dalam skala besar.
3. Kesimpulan
Kesimpulan dari tahap ini untuk menghasilkan kerja alat yang baik
dilakukan beberapa pengukuran dan analisis terhadap suatu alat dengan berdasarkan
konsep mekanik dan sistem program otomatisasi
3.2 Perancangan Sistem
Ada beberapa tahap dalam perancangan sistem untuk membentuk suatu sistem yang baik adalah sebagai berikut :
3.2.1 Diagram Blok Sistem
Gambar 3.1 Diagram Blok
Penjelasan Fungsi Tiap Blok Dari Diagram Blok
1. Blok Power Supply 5 v : Sumber tegangan sistem
2. Blok Arduino Promini : Sebagai pengendali keluruhan sistem 3. Blok motor servo : Sebagai penggerak perbeedaan warna 4. Blok sensor warna tcs3200 : untuk mengubah warna menjadi frekuensi
Power Supply 5 V
Motor Servo LCD Print
Arduino Nano Sensor warna tcs
3200
Power Supply 12 V
Sensor Warna TCS 3200
Sensor warna deteksi kopi
Ya
Motor servo ke kanan Motor servo ke
kiri
Selesai Tampil LCD
3.2.2 Diagram Alir (FlowChart)
Mulai
Inisialisasi
